- 化学平衡
- 共20016题
超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层．科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，其反应为：2NO+2CO
为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表：
请回答下列问题（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）：
（1）在上述条件下反应能够自发进行，则该反应的△H______0（填写“＞”、“＜”、“=”）．
（2）假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是______．
A．选用更有效的催化剂 B．升高反应体系的温度
C．降低反应体系的温度 D．缩小容器的体积
（3）某同学设计了三组实验，实验条件已经填在下面实验设计表中，分析表格我们可以看出该同学的实验目的主要是研究______和______对化学反应速率的影响．
正确答案
解：（1）2NO+2CO⇌2CO2+N2 反应的△S＜0，反应自发进行△H-T△S＜0，则反应焓变一定小于0，△H＜0，反应是放热反应，故答案为：＜；
（2）2NO+2CO⇌2CO2+N2反应中能提高NO转化率的选项分析为：
A．选用更有效的催化剂，只能改变反应速率，不能改变平衡，故A错误；
B．反应时放热反应，升高反应体系的温度，平衡逆向进行，一氧化氮转化率减小，故B错误；
C．反应时放热反应，降低反应体系的温度，平衡正向进行，一氧化氮转化率增大，故C正确；
D．缩小容器的体积，压强增大，平衡向气体体积见效的方向进行，平衡正向进行，一氧化氮转化率增大，故D正确；
故选CD；
（3）由表可知NO初始浓和CO初始浓度相等，温度和催化剂的比表面积不同，所以看出该同学的实验目的主要是研究温度和催化剂比表面积，故答案为：温度；催化剂比表面积．
解析
解：（1）2NO+2CO⇌2CO2+N2 反应的△S＜0，反应自发进行△H-T△S＜0，则反应焓变一定小于0，△H＜0，反应是放热反应，故答案为：＜；
（2）2NO+2CO⇌2CO2+N2反应中能提高NO转化率的选项分析为：
A．选用更有效的催化剂，只能改变反应速率，不能改变平衡，故A错误；
B．反应时放热反应，升高反应体系的温度，平衡逆向进行，一氧化氮转化率减小，故B错误；
C．反应时放热反应，降低反应体系的温度，平衡正向进行，一氧化氮转化率增大，故C正确；
D．缩小容器的体积，压强增大，平衡向气体体积见效的方向进行，平衡正向进行，一氧化氮转化率增大，故D正确；
故选CD；
（3）由表可知NO初始浓和CO初始浓度相等，温度和催化剂的比表面积不同，所以看出该同学的实验目的主要是研究温度和催化剂比表面积，故答案为：温度；催化剂比表面积．
正确答案
解析
解：由图象可知，由曲线a到曲线b，到达平衡的时间缩短，故应改变条件使反应速率加快，且平衡时x的转化率不变，说明条件改变不影响平衡状态的移动，故可通过加催化剂或增大压强（必须是反应前后气体体积不变的反应）来实现．
A、该反应正反应是放热反应，升高温度，反应速率加快，平衡向逆反应移动，x的转化率降低，故A错误；
B、N是固体，加大N的投入量，不影响化学反应速率，反应不会加快，故B错误；
C、添加催化剂，化学反应速率加快，达平衡时间缩短，但平衡不移动，故C正确；
D、加大X的投入量，X浓度增大，反应速率加快，平衡向正反应移动，但X的转化率降低，故D错误．
故选：C．
人体血液的正常pH约为7.35～7.45，若在外界因素作用下突然发生改变就会引起“酸中毒”或“碱中毒”，甚至有生命危险．由于人体体液的缓冲系统中存在如下平衡：H++HCO3-⇌H2CO3⇌CO2+H2O，H++PO43-⇌HPO42-，H++HPO42-⇌H2PO4-故能维持血液pH的相对稳定，以保证正常生理活动．下列说法中不合理的是（ ）
正确答案
解析
解：A、人体体液的缓冲系统中存在如下平衡：H++HCO3-⇌H2CO3⇌CO2+H2O，H++PO43-⇌HPO42-，H++HPO42-⇌H2PO4-，强酸性物质进入人体的体液后，溶液中氢离子浓度增大，上述平衡正向移动，导致溶液中氢离子浓度基本不变，从而维持pH稳定，故A正确；
B、某病人静脉滴注生理盐水后，血液被稀释，会导致c（H+）显著减小，上述缓冲系统的平衡向左移，导致pH基本不变，不可能引起碱中毒，故B错误；
C、当强碱性物质进入人体的体液后，平衡：H++HCO3-⇌H2CO3⇌CO2+H2O，H++PO43-⇌HPO42-，H++HPO42-⇌H2PO4-，上述缓冲系统的平衡向左移，从而维持pH稳定，故C正确；
D、在人体进行呼吸活动时，CO2进入血液，平衡H++HCO3-⇌H2CO3⇌CO2+H2O向左移动，c（H+）增大，pH略减小，故D正确；
故选B．
近年来，我国北京等地出现严重雾霾天气，据研究，雾霾的形成与汽车排放的CO、NO2等有毒气体有关．对汽车加装尾气净化装置，可使有毒气体相互反应转化为无毒气体，反应方程式为4CO（g）+2NO2（g）⇌4CO2（g）+N2（g）△H=-1200kJ•mol-1．对于该反应，温度不同（T2＞T1）其他条件相同时，下列图象正确的是（ ）
A
B
C
D
正确答案
解析
解：A、升高温度，化学平衡逆向移动，化学反应速率会迅速增大，会离开原来的速率点，故A错误；
B、升高温度，化学反应速率会迅速增大，所以T2时先达到化学平衡状态，并且化学平衡逆向移动，二氧化氮的转化率减小，故B正确；
C、对于反应：4CO（g）+2NO2（g）⇌4CO2（g）+N2（g），T不变，增大压强，平衡正向移动，一氧化碳的体积分数会减小，故C错误；
D、正反应是放热反应，温度升高化学平衡常数减小，而不是增大，故D错误；
故选B．
在一密闭容器中充入1mol H2和1mol I2，压强为p（Pa），并在一定温度下使其发生反应：H2（g）+I2（g）=2HI（g）△H＜0．
（1）保持容器容积不变，向其中加入1mol H2，反应速率______（加快、降低、不变）．
（2）保持容器容积不变，向其中加入1mol N2，反应速率______ （加快、降低、不变）．
（3）保持容器内气体压强不变，向其中加入1mol N2，反应速率______ （加快、降低、不变）．
（4）保持容器内气体压强不变，向其中加入1mol H2（g）和1mol I2（g），反应速率______ （加快、降低、不变）．
（5）提高起始的反应温度，反应速率______ （加快、降低、不变）．
正确答案
解：（1）保持容器容积不变，向其中加入1molH2，反应物浓度增大，反应速率增大，故答案为：加快；
（2）保持容器容积不变，向其中加入1molN2，参加反应的物质的浓度不变，则反应速率不变，故答案为：不变；
（3）保持容器内气体压强不变，向其中加入1mol N2，体积增大，反应物的浓度减小，则反应速率减小，故答案为：降低；
（4）保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol H2（g）和1molI2（g），因体积增大为2倍，物质的量增大为2倍，则浓度不变，反应速率不变，故答案为：不变；
（5）升高温度反应速率加快，故答案为：加快．
解析
解：（1）保持容器容积不变，向其中加入1molH2，反应物浓度增大，反应速率增大，故答案为：加快；
（2）保持容器容积不变，向其中加入1molN2，参加反应的物质的浓度不变，则反应速率不变，故答案为：不变；
（3）保持容器内气体压强不变，向其中加入1mol N2，体积增大，反应物的浓度减小，则反应速率减小，故答案为：降低；
（4）保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol H2（g）和1molI2（g），因体积增大为2倍，物质的量增大为2倍，则浓度不变，反应速率不变，故答案为：不变；
（5）升高温度反应速率加快，故答案为：加快．
将颜色相近的NO2和Br2（g）分别装入注射器中，将活塞同时向外拉，使气体体积扩大一倍，颜色变化符合叙述的是（ ）
正确答案
解析
解：A、将活塞同时向外拉使气体体积扩大一倍，容器体积增大，压强减小，平衡向着逆向移动，二氧化氮含量增加，颜色比溴蒸汽深，故A错误；
B、将活塞同时向外拉使气体体积扩大一倍，容器体积增大，压强减小，平衡向着逆向移动，二氧化氮含量增加，颜色比溴蒸汽深，故B正确；
C、将活塞同时向外拉使气体体积扩大一倍，容器体积增大，压强减小，平衡向着逆向移动，二氧化氮含量增加，颜色比溴蒸汽深，故C错误；
D、将活塞同时向外拉使气体体积扩大一倍，容器体积增大浓度变稀，颜色变浅，故D错误；
故选B．
（1）如图表示在T1、T2两种不同温度下，一定量的NO发生反应：2NO（g）⇌N2（g）+O2（g）．反应过程中N2的体积分数随时间变化的图象．升高温度，该反应的平衡常数K将______（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）2000℃时，向容积为2L的密闭容器中充入10mol N2与5mol O2，达到平衡后NO的物质的量为2mol，则2000℃时该反应的平衡常数K的数值为______．该温度下，若开始时向上述容器中充入N2与O2均为1mol，则达到平衡后N2的转化率为______．
（3）研究发现，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染．例如：
CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=-574kJ•mol-1
CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H2=-1160kJ•mol-1
若1mol CH4还原NO2至N2，整个过程中放出的热量为______kJ．
正确答案
解：（1）根据“先拐先平数值大”知，T1＜T2，升高温度氮气的体积分数减小，平衡向逆反应方向移动，反应物浓度增大，生成物浓度减小，平衡常数K减小；
故答案为：减小；
（2）利用三段式求出反应混合物各组分物质的量的变化量、平衡时反应混合物各组分物质的量．
N2（g）+O2（g）⇌2NO（g），
起始（mol）：10 5 0
反应（mol）：1 1 2
平衡（mol）：9 4 2
所以平衡常数k=
令N2转化的物质的量为xmol，则
N2（g）+O2（g）⇌2NO（g），
起始（mol）：1 1 0
反应（mol）：x x 2x
平衡（mol）：1-x 1-x 2x
所以
解得x=
故答案为：
（3）设放出的热量为y．
将两个方程式CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=-574kJ•mol-1、CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H2=-1160kJ•mol-1相加得：
2CH4（g）+4NO2（g）=2N2（g）+2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1734kJ•mol-1
2mol 1734KJ
1mol y
y=867KJ
故答案为：867．
解析
解：（1）根据“先拐先平数值大”知，T1＜T2，升高温度氮气的体积分数减小，平衡向逆反应方向移动，反应物浓度增大，生成物浓度减小，平衡常数K减小；
故答案为：减小；
（2）利用三段式求出反应混合物各组分物质的量的变化量、平衡时反应混合物各组分物质的量．
N2（g）+O2（g）⇌2NO（g），
起始（mol）：10 5 0
反应（mol）：1 1 2
平衡（mol）：9 4 2
所以平衡常数k=
令N2转化的物质的量为xmol，则
N2（g）+O2（g）⇌2NO（g），
起始（mol）：1 1 0
反应（mol）：x x 2x
平衡（mol）：1-x 1-x 2x
所以
解得x=
故答案为：
（3）设放出的热量为y．
将两个方程式CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=-574kJ•mol-1、CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H2=-1160kJ•mol-1相加得：
2CH4（g）+4NO2（g）=2N2（g）+2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1734kJ•mol-1
2mol 1734KJ
1mol y
y=867KJ
故答案为：867．
在密闭容器中发生下列反应aA（g）⇌cC（g）+dD（g），反应达到平衡后，将容器体积压缩到原来的一半，当再次达到平衡时，D的浓度为原平衡的1.8倍，下列叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：假定平衡不移动，将气体体积压缩到原来的一半，D的浓度为原来的2倍，实际再次达到新平衡时，D的浓度为原来的1.8倍，说明压强增大，平衡向逆反应移动，即a＜c+d，
A．假定平衡不移动，将气体体积压缩到原来的一半，D的浓度为原来的2倍，实际再次达到新平衡时，D的浓度为原来的1.8倍，说明压强增大，平衡向逆反应移动，故A错误；
B．平衡向逆反应方向移动，A的转化率变小，故B错误；
C．反应平衡逆向进行，总物质的量减小、C的物质的量也减小，C的体积分数变化不能确定，故C错误；
D．压强增大，平衡向逆反应移动，即a＜c+d，故D正确；
故选D．
一定条件下的反应：PCl5（g）⇌PCl3（g）+Cl2（g）（正反应吸热）达到平衡后，下列情况使PCl5分解率降低的是（ ）
正确答案
解析
解：使PCl5分解率降低，平衡逆向移动，正反应是气体体积增大的吸热反应，所以降温、减压、增大生成物浓度都会使使PCl5分解率降低，
A、温度、体积不变充入氩气，平衡不移动，PCl5分解率不会降低，故A错误；
B、升温平衡正向移动，PCl5分解率增大，故B错误；
C、温度、体积不变充入氯气，平衡逆向移动，PCl5分解率降低，故C正确；
D、温度不变，增大容器体积，平衡正向移动，PCl5分解率增大，故D错误；
故选C．
反应C（s）+H2O（g）⇌CO（g）+H2（g）在可变容积的密闭容器中进行，达到平衡后发生下列改变，对化学反应速率和化学平衡有何影响？
①容器的体积缩小一半，反应速率______ （填“增大”、“减小”或“不变”，下同）；平衡______移动（填“向右”、“向左”或“不移动”，下同）．
②保持体积不变，充入N2，使体系的压强增大一倍，反应速率______；平衡______移动
③保持压强不变充入N2，反应速率______；平衡______移动．
正确答案
增大
向左
不变
不
减小
向右
解析
解：①容器的体积缩小一半导致气体的压强增大1倍，增大压强，反应速率增大，平衡向气体体积减小的方向移动，即向左移动；
故答案为：向左；
②保持体积不变，充入N2，使体系的压强增大一倍，但H2O（g）、CO、H2的浓度不变，所以反应速率不变，平衡不移动；
故答案为：不变，不移动；
③保持压强不变充入N2，H2O（g）、CO、H2三种气体的分压减小，减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动，即向右移动；
故答案为：减小，向右．
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